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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109139245A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201811155467.8F01P3/02(2006.01)(22)申请日2018.09.30F02D41/30(2006.01)(71)申请人安阳工学院地址455000河南省安阳市黄河大道西段安阳工学院(72)发明人王俊昌刘近平李军民李松吕掌权刁苏顺(74)专利代理机构安阳市智浩专利代理事务所(普通合伙)41116代理人杨红军(51)Int.Cl.F02B75/02(2006.01)F02B75/18(2006.01)F01M1/08(2006.01)F01P1/02(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图7页(54)发明名称一种无曲轴的新型发动机及其控制方法(57)摘要本发明提供一种无曲轴的新型发动机,有不少于二个动力缸组合而成,包括动力缸、动力缸之间的二次膨胀气体通道、脉冲式润滑系统、燃油喷射系统、缸体温度控制系统、氧气喷射系统、换气系统、启动系统、ECU和动力输出系统,以输出活塞在缸内所作往复直线运动为基本功能的动力缸为单元,通过二次膨胀气体通道,将一个接近燃烧膨胀做功尾声的动力缸缸内的废气引入到另一个处于压缩冲程的动力缸活塞下方进行二次膨胀做功,同时采用油冷和风冷相结合的方式,通过双层螺旋状冷却液管道,将动力缸顶部的热量带到动力缸底部,提高气体二次膨胀做功能力,从而提高发动机热效率,最终动力输出采用行星齿轮机构将往复直线运动转换为连续的旋转运动。CN109139245ACN109139245A权利要求书1/4页1.一种无曲轴的新型发动机,有二个或两个以上动力缸组合而成,包括动力缸、动力缸之间的二次膨胀气体通道、脉冲式润滑系统、燃油喷射系统、缸体温度控制系统、氧气喷射系统、换气系统、启动系统、ECU和发动机动力输出系统,其特征为:动力缸优选竖直放置,或者水平放置,动力缸包括缸体、缸盖、活塞、导向柱、动力输出轴组成,缸体内腔为圆柱形空腔,与导向柱共同引导活塞做往复运动,缸筒底部被密封,缸体内壁面上有二次膨胀气体的输出口,缸体底部有二次膨胀气体的输入口以及空气进气口和最终废气排出口,活塞通过中心孔固联在动力输出轴上,动力输出轴为中空管状结构,动力输出轴通过内腔孔套在导向柱外部,动力轴内腔孔上端部与导向轴之间有密封装置,动力输出轴从缸体底部中心孔伸出,缸体底部的中心孔有密封装置与动力输出轴外径相配合,动力输出轴伸出缸体部分有齿条,且动力输出轴端设置有位置传感器,动力轴输出轴进行直线往复运动,导向柱一端固定在缸盖上,其长度不低于缸体长度;动力缸二次膨胀气体通道一端连接一个动力缸的二次膨胀气体的输入口,另一端连接到该动力缸之后顺序做功的动力缸的二次膨胀气体输出口,该二次膨胀气体通道内壁为圆滑过渡管腔,通道外部有保温层,二次膨胀气体的输出口、输入口以及空气进气口和废气排出口均有电控电磁阀控制;脉冲式润滑系统根据动力输出轴的位置传感器提供的活塞运动位置信号,以设定位置、每行程喷射一次润滑油的方式,通过导向柱中的润滑油道向活塞输送润滑油,对动力缸内壁及活塞、活塞环进行润滑和冷却,其富余润滑油对动力输出轴与导向柱之间的配合面进行润滑;缸体温度控制系统采用无水冷却油液冷却和风冷相结合方式,通过螺旋状冷却油液管道,将动力缸上部的热量带到动力缸下部,加热气体二次膨胀做功;燃油喷射系统根据ECU指令,通过喷嘴适时向动力缸内喷入规定量的具有一定压力的燃油;氧气喷射系统根据ECU指令,通过氧气喷嘴适时向动力缸内喷入规定量的具有一定压力的氧气;其所述氧气喷嘴和燃油喷嘴,安装在动力缸顶部或者安装在导向柱的靠近动力缸缸盖的圆柱面上;换气系统根据ECU指令,控制二次膨胀气体的输出口、输入口以及空气进气口和最终废气排出口的开启和闭合,ECU根据活塞运动位置、速度和负荷的大小以及排气道中的氧传感器信号,确定燃油喷油量、喷油时刻和氧气喷射量及喷射时刻,同时确定二次膨胀气体的输出口控制阀、输入口控制阀以及空气进气口控制阀和最终废气排出口的控制阀的开启和闭合时刻;发动机动力输出系统,将动力缸输出的直线往复运动转换为旋转运动,启动系统通过启动开关控制启动机带动动力输出系统转动而启动发动机工作。2.根据权利要求1所述的无曲轴的新型发动机,其特征在于:所述的缸体温度控制系统:包括每个动力缸的冷却油液管网、共用冷却风扇和储液罐及其连接管路,每个动力缸的冷却油液管网结构相同,各动力缸的冷却油液管网独立成为一个分系统,同时将各动力缸外层冷却油液管网相互连通而成为一个总系统,外层冷却油液管与加液口相通,加液口用密封盖拧紧密封;其所述脉冲式润滑系统包括:每个动力缸的脉冲式润滑分系统、共用的润滑油泵和储存润滑油的齿轮箱体及其连